محمدرضا آیت‌اللهی در دوران سازندگی، ۸ سال قائم مقام سازمان انرژی اتمی بود. در دولت اصلاحات استاندار تهران بود و ریاست سازمان ثبت احوال کشور را نیز بمدت بیش از ۸ سال به عهده داشت و «تحول ثبت وقایع حیاتی» از جمله صدور «کارت شناسائی ملی» در دوره تصدی وی صورت گرفت.

وی همکاری مستمر با “ستاد اقامه نماز”، “بنیاد مهدی”، “جمعیت دفاع از مردم فلسطین ” و … داشته‌است و همچنین در دولت حسن روحانی مدتی مدیرعامل شرکت سرمایه‌گذاری تأمین اجتماعی ایران بود.